CN110410237B - Egr集成系统及其进气歧管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种EGR集成系统及其进气歧管，EGR集成系统包括废气管路，发动机排出的部分废气流向所述废气管路，还包括与所述废气管路连通的EGR气泵，以及废气腔室、EGR阀；所述EGR气泵将所述废气管路中的废气泵送至所述废气腔室，所述EGR阀设于所述废气腔室与所述发动机进气歧管之间的通路，以调节所述废气腔室中废气进入所述进气歧管的气量。上述EGR集成系统设置专门的废气腔室，将发动机排出的部分废气增压后存储在废气腔室中，则废气腔室中能够存储有压力相对较高的废气。根据燃烧需求，可以通过控制EGR阀的开度，调节进入进气歧管内与新鲜空气混合的废气量，从而维持系统的正常运转，且保证所需的EGR率。

Description

EGR集成系统及其进气歧管
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种EGR集成系统及其进气歧管。
背景技术
目前全球对内燃机的排放标准和油耗指标不断提高，为了满足更严苛的法规要求，内燃机通过加装EGR(Exhaust Gas Recirculation，排气再循环)系统可以降低泵气损失、缓解爆震、以及降低加浓需求来改善对汽油发动机的燃料经济性。因此EGR系统将会应用在越来越多的项目上，用于改进发动机的效率并且减少内燃机排放物对环境的有害影响。
EGR系统主要包括EGR冷却器、EGR阀、EGR温度传感器、EGR压差传感器。废气从发动机排出后，部分废气经EGR系统重新进入发动机内参与燃烧，EGR阀用于控制回流至发动机内的废气的气量，废气由于具有较高的温度，EGR冷却器用于冷却废气。
EGR系统包括高压EGR和低压EGR。高压EGR即，废气经发动机排出后，直接引流一部分经EGR阀进入发动机进气歧管。低压EGR即，废气经涡轮后，再引流至进气歧管。
上述EGR技术存在瓶颈：
相关研究证明，对于高压EGR，如果发动机处于低速状态，废气压力不足，废气流通过EGR阀和EGR冷却器时由于存在阻力，引发低速高负荷无法工作的问题；在EGR充足的情况下也会导致较差的EGR混合与分布；
而对于低压EGR，废气压力本身较低，中低速小负荷情况下，会导致较差的EGR率，流通路径长也导致EGR响应差等问题。
有鉴于此，如何改进EGR系统的上述技术瓶颈，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种EGR集成系统，在高压EGR或低压EGR情况下，均能较好地维持系统运转，保证所需的EGR率。
该EGR集成系统包括废气管路，发动机排出的部分废气流向所述废气管路，还包括与所述废气管路连通的EGR气泵，以及废气腔室、EGR阀；所述EGR气泵将所述废气管路中的废气泵送至所述废气腔室，所述EGR阀设于所述废气腔室与所述发动机进气歧管之间的通路，以调节所述废气腔室中废气进入所述进气歧管的气量。
可选地，所述进气歧管包括进气总管和若干与所述进气总管相通且并联设置的进气支管；所述进气总管的管腔通过隔板形成相互隔离的新鲜空气腔室和所述废气腔室，新鲜空气和废气在所述进气支管内混合。
可选地，还包括冷却装置，所述冷却装置同时冷却所述新鲜空气腔室内的新鲜空气和所述废气腔室内的废气。
可选地，所述冷却装置包括冷却管，所述冷却管插入所述新鲜空气腔室和所述废气腔室。
可选地，还包括若干插入所述进气支管内的喷射管，所述废气经所述EGR阀后进入所述喷射管，经所述喷射管喷射后与新鲜空气在所述进气支管内混合。
可选地，还包括冷却装置，以冷却由EGR气泵泵送的废气。
可选地，所述废气管路还设有冷却器和/或滤网，且设于所述EGR气泵的上游。
可选地，所述EGR气泵和所述废气腔室之间设有单向阀，以单向导通所述EGR气泵至所述废气腔室。
可选地，还包括检测所述废气腔室压力的压力传感器，所述EGR气泵根据所述压力传感器检测的压力控制泵送入所述废气腔室的废气的气量。10、一种进气歧管，包括进气总管和若干与所述进气总管相通且并联设置的进气支管；其特征在于，所述进气总管的管腔通过隔板形成相互隔离的新鲜空气腔室和废气腔室，所述废气腔室用于存储经增压后的废气；废气和新鲜空气在所述进气支管内混合；还设有EGR阀，以调节所述废气腔室进入所述进气支管的废气气量。
本发明还提供一种进气歧管，包括进气总管和若干与所述进气总管相通且并联设置的进气支管；所述进气总管的管腔通过隔板形成相互隔离的新鲜空气腔室和废气腔室，所述废气腔室用于存储经增压后的废气；所述进气歧管内还设有EGR阀和插入所述进气支管内的喷射管，所述EGR阀调节所述废气腔室进入所述喷射管的废气气量，废气和新鲜空气在所述进气支管内混合；
所述进气歧管内还设有冷却管，所述冷却管插入所述新鲜空气腔室和所述废气腔室。
上述EGR集成系统，设置专门的废气腔室，并将发动机排出的部分废气增压后存储在废气腔室中，具体是由EGR气泵将废气增压后泵入废气腔室中，则废气腔室中能够存储有一定量的压力相对较高的废气。根据燃烧需求，可以通过控制EGR阀的开度，调节进入进气歧管内与新鲜空气混合的废气量。无论引入废气腔室中的废气是高压还是低压，废气都能被增压后存入于废气腔室中，从而提供足够压力的废气，以与新鲜空气混合。从而维持系统的正常运转，且保证所需的EGR率。
附图说明
图1为本发明所提供EGR集成系统一种具体实施例的结构示意图。
图1中附图标记说明如下：
10进气歧管、101进气管、101a废气腔室、101b新鲜空气腔室、102进气支管；
20废气管路、201EGR阀、202喷射管、203EGR气泵、204冷却器、205单向阀、206滤网；
30发动机、40冷却管、50压力传感器
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供EGR集成系统一种具体实施例的结构示意图。
该实施例中的EGR集成系统，包括连接发动机30排气管的废气管路20，发动机30排出的部分废气流向废气管路20，废气管路20为EGR管路。图1中发动机30为涡轮增压发动机，一部分废气流向涡轮机，以便对新鲜空气的进入实现涡轮增压。发动机30排出的废气还有一部分流向废气管路20，用于EGR循环。
如图1所示，该EGR集成系统还包括与废气管路20连通的EGR气泵203，并且建立废气腔室101a，EGR气泵203将废气管路20中的废气泵送至废气腔室101a，废气腔室101a连通发动机30的进气歧管10。EGR系统还包括EGR阀201，EGR阀201用于调节废气腔室101a中废气进入进气歧管10的气量。
该实施例设置专门的废气腔室101a，由EGR气泵203将废气增压后泵入废气腔室101a中，则废气腔室101a中能够存储有一定量的压力相对较高的废气。根据燃烧需求，可以通过控制EGR阀201的开度，调节进入进气歧管10内与新鲜空气混合的废气量。无论EGR气泵203引入的废气是高压还是低压(图1中所示的为低压，未示出涡轮，即废气是取自涡轮后)，废气都能被增压后存入于废气腔室101a中，从而提供足够压力的废气，以与新鲜空气混合。
当EGR系统为高压EGR时，在高速状态，废气腔室101a中即便EGR气泵203不进行增压，也可存储较高压力的废气；当低速时，废气腔室101a中仍存有压力相对较高的废气，废气压力不足时，EGR气泵203可以将低速时少量的EGR废气进行增压后持续泵送入废气腔室101a内，无需引入过多的废气，从而保证废气分布更为合理，与新鲜空气的混合度也能够保证。当EGR系统为低压EGR时，同样，由于EGR气泵203的存在，可以保证废气腔室101a中具有所需压力的废气，保证EGR率和与新鲜空气的有效混合。
该EGR集成系统还设置检测废气腔室101a压力的压力传感器50，EGR气泵203为电子泵，可根据压力传感器50检测的压力控制泵送入废气腔室101a的废气的气量，具体可由发动ECU控制EGR气泵203。当废气腔室101a内废气压力达到设定值时，可以不再泵送废气，以保护废气腔室101a，或者根据流出EGR阀201的气量，减少泵送量；废气压力小于设定值时，可以增加泵送量。
当EGR气泵203泵送废气时，废气在得到增压的同时，温度会升高，故可以进一步设置冷却装置，以对增压后的废气进行冷却，避免进入发动机30燃烧室内的气体温度偏高。
可参考图1，发动机30的进气歧管10是组合式进气歧管，进气歧管10具体包括进气总管101和若干与进气总管101相通且并联设置的进气支管102，图1中设有四根进气支管102，进气支管102数量不作限定，可以设置为与发动机30的缸体数量对应。
此方案中，将进气总管101的管腔通过隔板101c隔开，形成相互隔离的新鲜空气腔室101b和废气腔室101a，如图1所示，进气总管101形成的左腔室为新鲜空气腔室101b，右腔室为废气腔室101a，进气总管101的底壁开设连通进气支管102的接口。
工作时，新鲜空气从进气管道进入进气总管101的新鲜空气腔室101b，然后进入进气支管102；废气由EGR气泵203泵送后进入废气腔室101a，然后经EGR阀201后与新鲜空气在进气支管102内进行混合，混合后进入发动机30缸体的燃烧室中。
如此设置，一方面，便于新鲜空气和废气的混合，结构较为紧凑；另外，由于新鲜空气腔室101b和废气腔室101a均形成于进气总管101，则通过一套冷却装置即可同时冷却新鲜空气和废气，从而简化EGR系统的结构，实际上也提供了一种全新的组合式进气歧管10结构。
如图1所示，EGR集成系统还包括冷却装置，冷却装置包括流动冷却介质的冷却管40，冷却介质例如可以是水。冷却管40设于进气总管101内，进气总管101外壁开设进水口和出水口，冷却管40贯通隔板101c，同时位于新鲜空气腔室101b和废气腔室101a中，从而同时冷却新鲜空气和废气腔室101a内的废气。图1中，冷却管40一端开口为进水口，插入新鲜空气腔室101b中，并贯穿隔板101c，进入废气腔室101a后，再弯向隔板101c，继续贯穿隔板101c，重新回到新鲜空气腔室101b，然后穿出进气总管101，形成出水口。
即设置一根冷却管40，环绕一周，可以理解，根据冷却需求，冷却管40也可以弯折多次，例如形成M形。冷却管40在贯穿隔板101c的位置作密封处理，防止废气腔室101a中的高压废气流出。这里提供的组合式进气歧管，还集成了冷却装置，使得整个EGR系统更为紧凑，无需在管路中设置冷却增压后新鲜空气的冷却设备。
可以理解，设置单独的废气腔室101a，不设于进气歧管101内，并进行单独的冷却也是可行的。
进一步地，EGR集成系统还包括若干插入进气支管102中的喷射管202，废气经EGR阀201后进入喷射管202，与新鲜空气在进气支管102内进行混合。如图1所示，EGR阀201连通一主管，主管连通若干并联的喷射管202，喷射管202的数量与进气支管102的数量相同，位置一一对应，喷射管202有助于提高废气流出的压力。当需要混合废气时，EGR阀201开启，压力较高的废气经喷射管202以较高流速喷射入进气支管102，则新鲜空气和废气可以在进气支管102处充分混合，从而提高二者的混合效果。
另外，废气管路20还设有冷却器204和/或滤网206，如图1所示，EGR气泵203的上游设有冷却器204和滤网206。冷却器204可以将发动机30排出的高温废气进行预降温，经由EGR气泵203增压升温后，由冷却装置再次降温，从而保证废气与新鲜空气混合时具有适宜的温度。滤网206有助于获得洁净的废气，提高燃烧的效率，也防止杂质损害EGR气泵203。
图1中，EGR气泵203和废气腔室101a之间设有单向阀205，以单向导通EGR气泵203至废气腔室101a。单向阀205可保证废气腔室101a中的废气能够达到一定压力，且废气腔室101a中的废气无法回流，从而防止冲击EGR气泵203。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种EGR集成系统，包括废气管路(20)，发动机(30)排出的部分废气流向所述废气管路(20)，其特征在于，还包括与所述废气管路(20)连通的EGR气泵(203)，以及废气腔室(101a)、EGR阀(201)；所述EGR气泵(203)将所述废气管路(20)中的废气泵送至所述废气腔室(101a)，所述EGR阀(201)设于所述废气腔室(101a)与所述发动机(30)进气歧管(10)之间的通路，以调节所述废气腔室(101a)中废气进入所述进气歧管(10)的气量；
所述进气歧管(10)包括进气总管(101)和若干与所述进气总管(101)相通且并联设置的进气支管(102)；所述进气总管(101)的管腔通过隔板(101c)形成相互隔离的新鲜空气腔室(101b)和所述废气腔室(101a)，新鲜空气和废气在所述进气支管(102)内混合。
2.如权利要求1所述的EGR集成系统，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置同时冷却所述新鲜空气腔室(101b)内的新鲜空气和所述废气腔室(101a)内的废气。
3.如权利要求2所述的EGR集成系统，其特征在于，所述冷却装置包括冷却管(40)，所述冷却管(40)插入所述新鲜空气腔室(101b)和所述废气腔室(101a)。
4.如权利要求1所述的EGR集成系统，其特征在于，还包括若干插入所述进气支管(102)内的喷射管(202)，所述废气经所述EGR阀后进入所述喷射管(202)，经所述喷射管(202)喷射后与新鲜空气在所述进气支管(102)内混合。
5.如权利要求1所述的EGR集成系统，其特征在于，还包括冷却装置，以冷却由EGR气泵(203)泵送的废气。
6.如权利要求1-5任一项所述的EGR集成系统，其特征在于，所述废气管路(20)还设有冷却器(204)和/或滤网(206)，且设于所述EGR气泵(203)的上游。
7.如权利要求1-5任一项所述的EGR集成系统，其特征在于，所述EGR 气泵(203)和所述废气腔室(101a)之间设有单向阀(205)，以单向导通所述EGR气泵(203)至所述废气腔室(101a)。
8.如权利要求1-5任一项所述的EGR集成系统，其特征在于，还包括检测所述废气腔室(101a)压力的压力传感器(50)，所述EGR气泵(203)根据所述压力传感器(50)检测的压力控制泵送入所述废气腔室(101a)的废气的气量。
9.一种进气歧管，包括进气总管(101)和若干与所述进气总管(101)相通且并联设置的进气支管(102)；其特征在于，所述进气总管(101)的管腔通过隔板(101c)形成相互隔离的新鲜空气腔室(101b)和废气腔室(101a)，所述废气腔室(101a)用于存储经增压后的废气；所述进气歧管(10)内还设有EGR阀和插入所述进气支管(102)内的喷射管(202 )，所述EGR阀调节所述废气腔室(101a)进入所述喷射管(202)的废气气量，废气和新鲜空气在所述进气支管(102)内混合；
所述进气歧管(10)内还设有冷却管(40)，所述冷却管(40)插入所述新鲜空气腔室(101b)和所述废气腔室(101a)。
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